Revolucionando la bioimpresión con extrusión integrada

Salud -EmVP supera el desafío de replicar las complejas estructuras y patrones de las células tanto a micro como a macroescala.

Los científicos han introducido una técnica innovadora llamada impresión volumétrica de extrusión integrada (EmVP). Esta técnica supera los desafíos de la bioimpresión y crea modelos fisiológicamente relevantes. Como prueba de concepto, EmVP se ha aplicado para crear modelos de comunicación intercelular inspirados en la biología sintética. El equipo de investigación publicó sus hallazgos en Advanced Materials.

La técnica EmVP combina la bioimpresión por extrusión y la bioimpresión volumétrica ultrarrápida sin capas, lo que permite la disposición espacial de múltiples tintas o tipos de células. Este método innovador aborda la limitación de replicar con precisión las estructuras y los patrones intrincados de las células tanto a micro como a macroescala, lo que ha dificultado la creación de modelos que se asemejan mucho a las condiciones fisiológicas.

Desarrollado por un equipo internacional de investigadores, principalmente de la Universidad de Utrecht, EmVP tiene el potencial de revolucionar la bioimpresión y sus aplicaciones en la investigación médica y otras industrias. La técnica se ha aplicado con éxito para crear modelos complejos de comunicación intercelular inspirados en la biología sintética, proporcionando nuevas vías para producir injertos regenerativos, desarrollar sistemas vivos diseñados y avanzar en modelos de enfermedades (metabólicas).

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Una aplicación específica de la técnica EmVP es el desarrollo de un modelo in vitro de una red neuronal, como se demuestra en la tesis de Dieuwke De Vos, uno de los investigadores involucrados en EmVP. De Vos y su equipo utilizaron bioimpresión basada en extrusión suspendida para establecer un modelo 3D in vitro de una red neuronal para estudiar la enfermedad de Parkinson, una condición que afecta a un número cada vez mayor de personas en todo el mundo y hace que las células del sistema nervioso central funcionen mal, lo que provoca temblores. rigidez, problemas de equilibrio y rigidez.

Los modelos tradicionales para estudiar la enfermedad de Parkinson incluyen modelos 2D simplificados y modelos animales, los cuales tienen limitaciones para replicar la enfermedad humana. La técnica EmVP permite la impresión de tejido cerebral humano en 3D para estudiar la enfermedad de Parkinson, proporcionando una representación más precisa del tejido afectado y ofreciendo nuevas oportunidades para la prueba de fármacos y aplicaciones de medicina personalizada.

Para desarrollar la técnica EmVP, el equipo de investigación creó microgeles sensibles a la luz para ser utilizados como biorresinas (µResins) para la bioimpresión volumétrica basada en la luz. Estas µResins proporcionan un entorno microporoso para la autoorganización y la autoorganización de las células, lo que mejora la diferenciación de múltiples células madre/progenitoras, incluidas las células vasculares, mesenquimales y neurales.

Al ajustar las propiedades mecánicas y ópticas de las micropartículas a base de gelatina, los investigadores pudieron utilizarlas como baño de soporte para la impresión por extrusión suspendida. Este proceso implica la impresión de biotintas que contienen células vivas en un baño de soporte, lo que evita el colapso de la estructura impresa y mantiene las posiciones de las células. La técnica EmVP permite la creación rápida de funciones de alta resolución que contienen múltiples tintas y tipos de células, lo que ofrece ventajas sobre los métodos de bioimpresión convencionales.

La introducción de la técnica Embedded Extrusion-Volumetric Printing (EmVP) marca un importante paso adelante en la tecnología de bioimpresión, que permite la creación de estructuras 3D complejas con múltiples tintas y tipos de células. Sus aplicaciones potenciales en la producción de injertos regenerativos con funcionalidad biológica y el desarrollo de sistemas vivos diseñados y modelos de enfermedades (metabólicas) abren nuevas posibilidades para la investigación médica y la industria de la bioimpresión en su conjunto.

A medida que EmVP continúa perfeccionándose y aplicándose a diversas áreas de investigación, se espera que crezca su impacto en el estudio de enfermedades como el Parkinson y el desarrollo de la medicina personalizada. La capacidad de la técnica para crear modelos fisiológicamente relevantes puede conducir a avances significativos en la comprensión y el tratamiento de diversas afecciones médicas y, en última instancia, mejorar los resultados y la calidad de vida de los pacientes.